文/江苏康缘药业股份有限公司 江宝成
摘 要：浅析固体制剂混合的方法及混合设备，即包括容器固定型（搅拌槽式混合机、锥型垂直螺旋混合机、无重力粒子混合机）和容器旋转型（混合筒、三维运动混合机、双臂快夹容器式混合机）。简要的分析不同设备的混合特点，为固体制剂生产企业选择适宜的混合方法提供参考。
关键词：固体制剂；混合；搅拌槽式混合机；锥型垂直螺旋混合机；三维运动混合机；
0 引言
混合:广义上把两种以上的物质均匀混合的操作统称为混合。其中包括固一固、固-液、液-液等组分的混合，通常将固-固粒子的混合简称为混合;将大量固体和少量液体的混合叫捏合;将大量液体和少量不溶性固体或液体的混合(如混悬剂、乳剂、软膏剂等混合过程)称为匀化。本文主要讨论固-固粒子的混合，混合操作对制剂的外观质量和内在质量都有重要的意义。如在生产中，混合不好会出现斑点，崩解时限不合格、含量不均一、强度不合格、压片成型不好、影响药效等现象。因此合理的混合操作是保证制剂质量的重要措施之一。
1 混合的方法
混合大致可以分为：剪切混合、对流混合、扩散混合3种不同的混合方式。
1.1剪切混合：是指由于粒子群内部力的作用结果，在不同组成的区域间发生剪切作用而产生滑动面，破坏粒子群的凝聚状态而进行的局部混合。
1.2对流混合：是指在机械转动下固体粒子群体产生大幅度位移时进行的总体混合。
1.3扩散混合：是指相邻粒子间产生无规则运动时相互交换位置而进行的局部混合。
三种混合方式是可以相互切换使用的，只不过每种混合所表现的程度大小不同而已，例如水平转筒混合器内以对流混合为主，搅拌混合器内以强制的对流与剪切混合为主。一般来说在混合开始阶段以对流与剪切为主导，随后扩散作用增加。必须注意，以剪切和扩散作用混合不同粒径的自由流动粉体时常伴随分离，影响混合。
2 混合的设备
固体制剂生产中的混合过程多采用搅拌或容器旋转使物料产生整体和局部的移动而达到混合目的。按混合容器的运动方式不同，可分为容器固定型和容器旋转型。
2.1容器固定型混合机
容器固定型是物料在容器内靠叶片、螺带或气流的搅拌作用进行混合的设备。其特点是：
① 容器固定。
② 由于容器固定，物料进出方便，有些类型的固定容器式混合机可以实现连续操作。
③ 内部设有回转的搅拌桨叶或绞龙螺旋，强制性地分散、切断物料。
④ 物料在容器内有确定的流动方向，属于对流混合。
⑤ 适用于物料的性质差别较大及混合比较大、混合精度要求高的场合。
⑥ 对于黏附性、凝结性物料也能适应。
下面介绍三种固体制剂生产常用的容器固定型混合机。
2.1.1锥型垂直螺旋混合机
此混合机 对于大多数粉粒状物料都能满足混合要求。该混合机由锥型容器部分和转动部分组成，锥型容器内装有一个或两个与锥壁平行的提升螺旋推进器。转动部分由电动机、变速装置、横臂传动件等组成。单螺旋锥形混合机。螺旋推进器由旋转横臂驱动在容器内既做自转又做公转，自转的速度约为60r/min,公转的速度约为2r/min,容器的圆锥角约35度，充填量约30%。在混合过程中物料在推进器的作用下自底部进行错位提升，使物料一边上下运动，一边旋转运动，物料靠其自重，又从罐的上部下降到底部，不断改变其空间位置，逐渐达到随机分布混合目的。
此种混合机的特点是:
① 混合速度快，混合度高。
② 混合量比较大时也能达到均匀混合的效果，
③ 动力消耗较小。
2.1.2搅拌槽式混合机
由断面为 U形的固定混合槽和内装螺旋状二重带式搅拌桨组成，搅拌桨可使物料不停地以上下、左右、内外的各个方向运动的过程中达到均匀混合。
此种混合机的特点是:
① 混合时以剪切混合为主，混合时间较长，但混合度与V型混合机类似。
② 混合槽可以绕水平转动便于卸料。此机型亦可适用于制粒前的捏合(制软材)操作。
2.1.3无重力粒子混合机
该机为双轴双桨w型筒体卧式混合机，混合室内一对转轴上分别装有若干对具有定形状且与轴成一定角度的叶片，在混合室上方装有喷嘴和可高速旋转的分散棒。工作时一对主轴做等速反向转动，旋转的叶片使部分物料抛向整个混合室并在一定圆周速度 下产生瞬间失重状态，形成流化态混合。同时桨叶也使物料做轴向和径向运动，从而形成广泛交错的对流和扩散运动，使物料短时间内均匀混合。如有需要，在混合过程中喷嘴可喷雾液体，其下方高速旋转的分散棒可打散因喷雾形成的二次聚集物。
此种混合机的特点是:
① 混合效果好，特别适用于密度、粒度、形状等差异悬殊的物料的混合。
② 混合速度快，一般粉体混合只需1min。装填系数可变范围大(0.1~0.6)， 积物少。
③ 具有密闭操作、能耗低的优点。
2.2容器旋转型混合机
容器旋转式混合机的混合容器是固定的，容器内没有搅拌工作部件，物料随着容器旋转依靠自身的重力形成垂直方向运动，物料在器壁或容器内的固定抄板上引起折流，造成上下翻滚及侧向运动，不断进行扩散，而达到混合的目的。这类混合机是以扩散混合作用为主的混合设备。下面介绍三种固体制剂生产常用的容器旋转型混合机。
2.2.2混合筒型
它是最基本的容器旋转型混合装置，该类混合装置由安装在水平轴上不同形状的筒体组成。混合筒能沿轴做不同角度的旋转运动，带动物料上下运动，同时筒体运动所产生的力对物料施加剪切力，达到混合目的。
混合筒型主要可以分为：水平型圆筒混合机、倾斜型圆筒混台机、轮简型混合机、 双锥型混合机、V型混合机、正方体型混合机等。其中V型和双锥型混合桶混合速度快，效果最好，应用广泛。
混合桶装填系数一般为30%~50%。混合筒的混合效果与转速有关，当转速低时，由于筒体对物料剪切力的下降，所需混合时间延长。但若转速过大，则不同药物的细粉易发生分离，影响混合效果。因此应根据物料粒度和密度等性质，利用调速装置选择最适宜的旋转速度，使物料达到均匀混合状态。
混合筒型的优点是:
① 混合筒结构筒单，进料和出料方便，容易清洗，几乎无需特殊的保养和维修。
② 分批操作，容积可根据实际生产规模进行设计，可满足多品种混合需要。
③ 因混合筒仅依靠筒体整体运动进行混合，故主要适用于流动性好、物性差异不大的粉粒体的混合。
④ 可用带夹套的容器进行加热或冷却操作。
⑤ 对于具有黏附性、凝结性的粉粒体必须在机内设置强制搅拌叶或挡板，或加人钢球。
2.2.2三维运动混合机
三维混合机由机座、 传动系统、电气控制系统、多向运动系统和混合筒等部件组成。HDJ系列多向运动混合机即为此类混合机。混合筒具有多方向的运动，筒内的物料在进行自转的同时进行公转，混合点多，混合效果好，避免了一般混合筒因离心力作用所产生的物料偏析和积聚现象，混合均匀度要高于一般混合机。
三维运动混合机优点是：
① 物料可达到80%（普通混合机仅为40%左右）且混合时间短，是目前各种混合机中的一种较理想混合设备。
② 设备结构紧凑，传动部分采用无级调速（变频或电磁调速），操作方便。
③ 料筒各处为圆弧过渡，精密抛光，达到GMP要求，具有不污染、易出料、不积料、易清洗。
④ 物料在混合过程中无离心力作用，无比重偏析及分层、积聚现象，各组份可在悬珠的重量配比下均匀混合，混合率达99.9%以上。
2.2.3双臂快夹容器式混合机
混合操作时，先将料斗推人方形回转臂内，臂内压力传感器感知后，启动夹紧装置，将料斗夹紧。气缸驱动锁紧装置。随后，方形回转臂开始提升，使料斗离开地面一定距离以便回转。混合机回转按工艺参数进行混合作业。
双臂快夹容器式混合机的优点是：
① 混合机采用计算机控制，机、电、液、气一体化，实现自动操作。
② 结构合理、工作平稳、操作筒便、工艺参数调整方便。
③ 单机可夹持多种规格和数量的料斗，只需配置一台混合机及多个料斗，就能满足大批量多品种的混合要求，节约投资和占地面积。
④ 混合后的物料不出料斗从回转臂上随斗卸下，可直接转人下道工序，这样不但省去了转料工序，大大提高了混合机的使用效率，同时也可避免因转料造成物料污杂。
⑤ 料斗“斜夹”的独特设计，能使物料在混合过程中产生多维运动，从而大大提高了混合的均匀度。
⑥ 机上设有多种安全互锁机构，能保证工作和维护时的安全，并且清洗维修方便。
4固体混合机的优选
在固体混合的优选时，可以从以下三个角度考虑：
4.1通常在选型时从混合操作目的以及混合要求达到的最终混合均匀度的角度考虑。
4.2从混合操作的角度考虑，产品品种规格经常变动、批量操作之间需要清洗的场合，选择容器回转式混合机。混合机选择还必须考虑设备的操作可靠性以及设备使用的经济性。
4.3进行混合机选择时，首先根据混合工艺，确定混合机的操作方式，采用连续式操作还是采用间隙式操作；然后根据混合物料特性，确定混合机的类型，采用容器回转式混合机还是采用容器固定式混合机；最后根据生产处理量，确定混合机的产量及型号。
使用不恰当的混合方法，混合不均可能会出现斑点，崩解时限、硬度不合格等。含量非常低的毒性药物、长期连续服用的药物、有效血药浓度和中毒浓度接近的药物等，主药含量不均匀会生物利用度及治疗效果，甚至带来危险。混合的结果也会影响制剂的外观及内在质量，因此合理的混合操作是保证制剂产品质量的重要措施之一。
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